浅析化工仪表自动化功能作用

贾国云

摘要：随着现代科学技术的不断进步，传统的化学生产方式已经不能满足现代化的需要。为了有效的降低化工生产过程中的人身伤亡以及设备损坏，自动化装置提供了有效的途径。在化工生产过程中由于实现了自动化，不但降低了工人的劳动强度降低了设备损耗，更有效的提高了设备的利用率。因此，对于从事化学工艺技术的工作人员来讲，要想更好的做好本职工作并有所发展必须学习自动化以及仪表方面的知识。

关键词：化工仪表及自动化 科学技术 管理 生产过程 方法

化工仪表及其自动化是一门利用自动控制学科、仪表仪器学科的理论和技术而服务于化学工程学科的综合性的技术学科。而利用自动控制器仪表学科和计算机学科的理论服务于化学工程学科是目前我们研究的目标。本文以化工生产需要为出发点探讨了化工仪表的分类、性能以及发展。

1 化工仪表自动化概述

化工的生产过程主要是在高温、高压以及真空、深冷等密闭容器或设备的环境下连续进行。此外，化工企业的产品以及介质还多具有易燃易爆、有毒以及腐蚀性等。因此，为了确保现代化化工生产的正常进行，必须将化工的各项工艺参数保持在某一最佳范围内并尽量实现生产的自动化和现代化。在化工设备上配置一些代替操作工人劳动的自动化装置，使生产在不同程度上自动的进行即为化工生产过程的自动化。化工生产过程的自动化就是利用这些自动化装置来管理化工的生产过程，简称化工自动化。实现化工生产过程的自动化除了加快生产速度降低生产成本以及提高产品的产量和质量外，最重要的是还可以提高设备的利用率，从而延长设备的使用寿命以实现优质高产低耗。此外，采用自动化设备不仅能够降低劳动强度，还能有效的保证工作人员以及设备的安全，并且改善劳动条件。更重要的是实现自动化以后还能够减少意外并防止事故的发生和扩大，从真正意义上达到了延长设备使用寿命、保证人身安全以及提高设备利用率的目的。实现化工生产过程自动化后由于从根本上改变了劳动方式并且提高了工人的文化以及技术水平，因此适应了现代化信息技术改革以及信息化产业革命的需要。我国解放前无从谈起仪表制造业，解放以后在中国共产党的领导下，我国的仪表工业从无到有，从小到大得到了迅猛的发展，并向着标准化的方向迅速前进。

2 化工自动化的发展情况

我国的化工生产在20世纪40年代以前大多数都处于手工操作状态，操作工人根据仪表的参数做出相应判断，同时生产过程仅仅凭经验进行，由于采用人工来改变操作条件，除了效率低外，花费还十分巨大。

到了20世纪五六十年代，人们开始大量的研究化工生产的各种单元操作，促进了化工生产向着大规模、高效率以及连续生产、综合利用的方向迅速发展。

20世纪70年代以来，化工自动化技术水平得到了很大的提高。20世纪70年代，计算机开始用于控制生产过程，出现了计算机控制系统，20世纪80年代末至90年代，现场总线和现场总线控制系统得到了迅速的发展。随着我国经济的迅速发展，根据不同的生产需求以及实际情况，我国很多大中小企业以及广大的乡镇企业使用的仪表类型变得多种多样，最终形成了气电结合、模数共存的协同发展的局面。没有现代化的自动化装置就无从谈起现代化的化工生产，自动化装置已经成为我国现代化发展的重要构成部分，极大的推进了我国现代化建设事业的发展。

3 化工仪表分类

自动化仪表根据不同原则可以划分为不同的类型：按功能可以分为以下四类：第一，检测仪表，包括测量和变送各种参数；第二，显示仪表，包括显示模拟量和数字量；第三，控制仪表，包括气动、电动控制仪表以及数字式控制器；第四，执行器，包括气动、电动以及液动等执行器。按仪表的组合形式可以分为基地式仪表、单元组合仪表以及综合控制装置；按照使用能源可以分为气动仪表、电动仪表以及很少见的液动仪表；按仪表的安装形式可以分为现场仪表、盘装仪表以及架装仪表。随着现代化的不断发展，微处理机也得到了快速的发展，根据仪表中是否引入微处理器又可以分为自动化仪表和非自动化仪表。根据仪表的信号形式又可以分为模拟仪表和数字仪表等。由于仪表的覆盖范围比较广，任何一种分类方法都不能将仪表分得清清楚楚，各种分类中间都互相渗透并且彼此联系。

4 化工仪表自动化工作需要掌握的工作要点

4.1 掌握主要工艺参数（温度，压力，流量及液位）的基本测量方法和仪表的工作原理、特点，能根据工艺要求，正确选用和使用常见的测量仪表和调节仪表。

4.2 掌握化工自动化的基本知识，理解自动调节系统的组成，基本原理及各環节的作用。对于设计者和施工者，最主要的是将理论知识应用于实践。

4.3 能根据工艺的需要和自控人员共同讨论和提出合理的自动化方案。在工作中应当多收集一些工程的实例，通过实例可以让工作人员更好的了解工作情况并扩大知识面。此外，还应当借鉴各方面的知识，除了保证设计以及施工安全性意外，还能保证设计和施工的准确性。

4.4 能为自控设计正确提供有关的工艺条件和数据。

4.5 做好三新的推广应用。随着社会的不断进步和发展，高科技的产品以及技术层出不穷，为了满足现代化社会的要求，在高科技的发展下出现了大量的新技术、新产品以及新方法，在实际的工作当中，一些传统的做法虽然工作人员已经熟练掌握，但是难免存在效率低等问题。在实际的工作中，在符合设计规范以及标注的前提下，应当鼓励工作人员使用新方法、新技术以及新产品来解决目前存在的问题。虽然使用新技术、新产品和新方法刚开始会比较困难，由于掌握不熟练等会造成一定的困难，但是新技术会带来更高的效率，所谓“磨刀不误砍柴工”正是这个道理。

5 化工仪器仪表的功能优势

常规的仪表随着电子技术以及计算机技术的发展而得到了快速的发展，各种新型的仪表以及控制器不断的投入使用。下面我们对于化工仪表的优势进行进一步的分析：

5.1 仪表能够实现复杂的控制功能。一些常规仪表不易实现的功能通过自动化仪表都可以轻松的实现。如气相或液相色谱仪通过对复杂的化学混合物进行色层分离来确定样品中每一种化学成分的含量。

5.2 仪表可以实现记忆。当在仪表中引入微机以后，由于微机中的随机存储器能够记忆迁移状态的信息，并且在通电的情况下会一直保持记忆，最重要的是可以同时记忆多条状态信息进行重现或处理。

5.3 仪表具有修正误差的能力。实时修正测量值误差是一个比较复杂的功能，但是在仪表中装入微处理器除了可以减少误差以外，依靠限制干扰能提高其测量值的精度。

5.4 仪表可以实现编程。将计算机软件移入到仪表中取代大量的硬件逻辑电路，即实现硬件的软化，就可以简化其编程，尤其是当控制一个特别复杂的功能时，将存储控制程序代替原来的顺序控制，采用软件编程就会使控制变得简单。因此，在仪器仪表中植入软件就可以代替常规的逻辑电路从而大大简化硬件的结构。

5.5 仪表的计算功能。植入微机的自动化仪表可以进行很多复杂的计算，并且计算的结果具有很高的精度。在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。

5.6 仪表有的数据处理的功能。应用微处理器和软件的仪表可以快速地处理在测量中遇到的线性化处理、自检自校以及转换测量值和工程值和抗干扰等问题。应用微处理器以及软件除了减轻硬件负担以外，由于增加了丰富的处理功能，自动化仪表还可以进行检索以及优化等工作。

6 结束语

随着计算机以及通讯技术的飞速发展，仪表的功能越来越多样化并且在逐步的完善，很多机械难以解决的问题依靠电子软件都可以迎刃而解。如Krohne的智能电磁流量计，不仅可以测量流量，还可以测量流体密度、组分以及热能等。但是目前我国的大型流量仪表企业依靠的还是国外的技术，没有自主产权意识以及缺乏创新。因此，为了进一步提高我国仪表企业的社会效益以及国际竞争力，仪表工作人员在掌握仪表知识的同时还应当具有科研和创新的意识，为促进我国仪表的快速自主发展做出应有的贡献。

参考文献：

[1]崔倩，韩璞，王浩.总线智能仪表温度控制系统的设计[J].电力科学与工程，2007年04期.

[2]王卫平等.核仪表在武钢的应用现状与发展[J].新世纪科技与湖北经济发展，2001年5月.

[3]琚燕.化工仪表及自动化的发展概况[J].江西化工，2004年12月.

[4]苑津莎，李宝树.基于计算机视觉的直读仪表校验方法研究[J].理论与新技术，2007年3月.

[5]《化工仪表及自动化》第二版.化学工业出版社，1998年.

[6]《化工仪表及自动化》第一版.化学工业出版社，1978年.

[7]化學工业部生产综合司.安全系统工程译文集[M].1983.

[8]程映雪，等.系统安全评价方法与分析[J].中国安全科学学报，1995（12）.